UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO PUNO FACUL ACULTTAD DE INGENIERÍA INGENIE RÍA GEOLÓGICA Y METALÚRGICA METALÚRGICA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA
PETROLOGÍA SEDIMENT SEDIMENTARIA ARIA Y METAMÓRFICA CURSO DE FORMACION BASICA PROFE PROFESIONAL SIONAL TEMA 3: CARACTERÍSTICAS DE LA ROCAS SEDIMENTARIAS Por: Ing. MSc. Roger Gonzales Aliaga
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Puno, septiembre del 2015.
2. CARACTERÍSTICAS DE LAS ROCAS SEDIMENTARIAS •
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Texturas de las rocas sedimentarias Estructuras de las rocas sedimentarias
2. CARACTERÍSTICAS DE LAS ROCAS SEDIMENTARIAS •
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Texturas de las rocas sedimentarias Estructuras de las rocas sedimentarias
2.1.- TEXTURAS DE LAS ROCAS SEDIMENTARIAS: Las rocas sedimentarias pueden presentar dos tipos de texturas: La textura clástica y la textura textura no-clástica. Para reconocer e identificar claramente los diversos tipos de rocas sedimentarias clásticas ticas,, se utiliza utiliza pre preccisame isamente nte la forma, forma, y/ o redon redonde dezz (roda (rodadura dura)) de los f ragment ra gment os; asícom o l a composición com posición químic mi ca o miner mi neralógi alógicca q ue pose po sean. an.
2.1. 1. Textura clástica: Caracteriza a las rocas sedimentarias que se formaron por acumulación y diagénesis de restos de otras rocas. Estas rocas se componen de fragmentos de diversos tamaños, forma formass y compos composici ición. ón. Los restos restos de rocas rocas acumula acumulados dos por por agente agentess erosi erosivos vos,, se consolidan por los procesos de diagénesis, "petrificando". Los vacíos que se presentan en los sedimentos, son rellenados por sustancias químicas que originan la consistencia pétrea. Solo en las rocas rocas clást clástica icass de grano grano grueso grueso pueden pueden present presentar ar hasta hasta tres elementos componentes. Los componentes. Los fragmentos, la matriz y el cemento . En las rocas que se componen de fragmentos de tamaños más pequeños (partículas) no hay matriz. Fragmentos.- Los trozos de rocas o minerales que integran las rocas sedimentarias clásticas, tienen tamaños diversos, formas diversas y composición variada; pudiendo ser: •
Gravas de cantos rodados o de bloques.- Cuando los fragmentos componentes tienen tamaños mayores a 256 mm.; se diferencian por la forma angulosa o redondeada: son bloques cuando presenta aristas y ángulos; son cantos rodados cuando han sufrido proceso de rodadura que ha desgastado aristas y vértices. Gravas de guijarros o ripio.- Se llama guijarros cuando los clastos son redondeados y ripio cuando los clastos son angulosos; los tamaños de estos restos líticos varían entre 256 mm. - 64 mm. Gravas de guija o de guija angulosa.- Los tamaños de los detritos (restos de rocas o minerales), varían entre 64 mm. 2 mm. Se llaman guija cuando son redondeados y guija angulosa cuando son angulosos.
La matriz.- Está compuesta por pequeños restos de los fragmentos mayores, llamados partículas, que rellenan los espacios que quedan vacíos entre los clastos grandes. Las partículas sedimentarias, de manera independiente pueden formar rocas; las articulas pueden denominarse: Arenas.- Cuando los tamaños oscilan entre 2 mm. - 1/6 mm., sin interesar la forma redondeada o angulosa, que apenas se aprecia. Limos.- Cuando tienen tamaños entre 1/16 mm. - 1/256 mm., que no son muy perceptibles al ojo humano; por lo tanto no se distingue su angulosidad o redondez. Arcillas.- Cuando tienen tamaños menores a 1/256 mm., visibles solo con la ayuda de microscopios especiales.
El cemento.- Es una sustancia química que se precipita entre los pequeños espacios vacíos que quedan, cuando los sedimentos se compactan (gravas, arenas, limos y arcillas) •
Porosidad secundaria por disoluci—n de contactos entre granos
Porosidad secundaria por disoluci—n de contactos grano-matriz
Porosidad secundaria por corrosi—n de granos
Porosidad secundaria por disoluci—n selectiva intragranular
Porosidad secundaria por disoluci—n de cemento Porosidad secundaria por disoluci—n de grano
Porosidad secundaria por ruptura de granos
Porosidad secundaria por erosi—n de matriz
Porosidad primaria
Porosidad secundaria po r disoluci—n parcial de fragmentos l’ticos
Redondez (Rodadura).- Sólo es posible apreciar la redondez de los clastos de los sedimentos que componen las rocas sedimentarias clásticas, cuando son suficientemente grandes. Las fragmentos pueden presentar los siguientes tipos de variedades: •
Angulosos.- Se llaman así a los restos líticos que presentan numerosas aristas y vértices no desgastados. Subangulosos.- En este caso los fragmentos tienen algunas aristas y vértices agudos, pero algunas superficies son redondeadas y desgastadas. Subredondeados.- En este tipo, los clastos presentan más aristas y vértices redondeados, aunque existen algunas aristas agudas. Redondeados.- La mayoría de aristas y triedros han desaparecido de los clastos, producto del desgaste producido por la erosión. Bien Redondeados.- En este caso no existe huella alguna de la forma primitiva de los clastos; sólo se presentan superficies curvadas.
Formas.- La erosión y el tipo de mineral o roca de los restos líticos pueden ocasionar diversas formas, algunas de ellas son las siguiente: •
Tabulares.- A manera de tablas o columnas pequeñas. Equidimensionales.- Con formas de cubos (hexaedros) o de esferas. Cuneiforme.- Con forma de cuñas de diversa sección. Tubulares o cilíndricos.- De sección circular y alargados con tubos. Basilares.- En forma de tubos curvos terminados en punta. Discoides.- De forma circular pero de pequeña altura, aplanados. Laminares.- Bastante delgados en espesor, pero con diversas formas. Aciculares.- Como astillas o agujas. Mixtas.- De formas combinadas.
Composición.- Los clastos (fragmentos) líticos que componen las rocas sedimentarias clásticas pueden ser de diversa composición: de un solo tipo de roca, de un solo tipo de mineral, de diversos tipos de rocas, de diversos tipos de rocas y minerales, de diversos tipos de minerales, etc. •
Variedades.- La textura clástica puede presentarse en tres variedades:
•
Textura clástica rudácea, psefítica o de grano grueso.- Es aquella que caracteriza a rocas formadas por detritos (fragmentos) mayores a 2 mm. de diámetro. Los nombres de las variedades de rocas clásticas de grano grueso se dan en atención a los componentes líticos que contenga y a la redondez de los fragmentos. Textura clástica arenácea, psámitica o de grano medio.- Es aquella que tipifica rocas compuestas de partículas cuyas partículas tienen tamaños entre 2 mm. y 1/16 mm. Textura clástica lutácea, pelítica o de grano fino.- Es la que presentan rocas con partículas menores de 1/16 mm.
El empaquetamiento de los clastos se define como la proporción de espacios vacíos o rellenos por cemento o fracción arcillosa fina existentes entre los granos o clastos. Esta característica controla (en parte) la porosidad de la roca y la distribución del tamaño de poro, aspectos que son esenciales al evaluar el transporte de agua por el interior del sistema poroso de las rocas de construcción y ornamentación.
El empaquetamiento se mide por la densidad de empaquetamiento , definida en relación con una línea hipotética trazada en la roca (generalmente en lámina delgada) como la longitud de la línea que está ocupa por clastos partido por la longitud total de la línea. Los tipos de empaquetamientos son flotantes (clastos suspendidos), puntual (clastos parcialmente suspendidos y parcialmente con contactos puntuales), tangente (clastos en contactos puntuales y lineales pero con espacios entre ellos), completo (clastos totalmente en contacto) y suturado (clastos totalmente en contacto e interpenetrados, desarrollado por procesos diagenéticos).
Selección.- Se refiere a la mayor o menor homogeneidad en tamaño de los clastos. Un sedimento bien seleccionado es aquel en que todos los tamaños de los clastos del esqueleto son parecidos. La selección nos da una idea de la duración del transporte.
Formación de una roca con clastos de origen orgánico. Al convertirse en rocas el sedimento se llamara coquina.
2.1.2. Textura no clástica Esta textura está compuesta solamente de acumulaciones de restos orgánicos de cualquier tamaño y precipitación de sustancias químicas. Variedades.- Debido a la mayor o menor intensidad de un proceso químico, debido a la duración del mismo o a la combinación de varios procesos, las texturas no clásticas pueden ser: Masiva o amorfa.- Las partículas son muy pequeñas o coloidales, de tal manera que solo se aprecia una masa. Oolítica.- Está constituida por pequeños esferoides o elipsoides, de tamaños comprendidos entre 2 mm. y 0.25 mm., a manera de huevos de peces, con estructura interna concéntrica.
2.1.2. Texturas no clásticas: Pisolítica.- Es una variedad muy similar a la anterior, con la diferencia del tamaño, los pisolitos son más grandes (más de 2 mm.). Esferulítica- En este tipo de textura pueden existir oolitos o pisolitos; pero con estructura interna radiada. Sacaroide.- Es una forma de textura granular cristalina de grado medio a grueso, equigranular y con minerales claros. Fibrosa.- Como fibras. Coloforme.- Con apariencia de cola de carpintero. Porosa. Presenta poco peso y poros. Fosilífera.- Conformada por fósiles o microfósiles.
Ejemplo de formación de una roca de textura no clástica (caliza).
Intraclastos. Son fragmentos de sedimentos carbonatados que fueron depositados sobre la cuenca y que posteriormente fueron removilizados (retrabajados) para dar granos sedimentarios nuevos. Su morfología y composición puede ser muy variada, incluyendo cualquier tipo de aloquímicos y ortoquímicos en cualquier proporción. Sin embargo, al tener la misma edad geológica que el sedimento que los contiene, deben de presentar asociaciones de fósiles compatibles con el mismo.
Formación de una estructura carbonatada por precipitación química
Simbologías mas utilizadas en rocas carbonadatas.
2.2.- ESTRUCTURAS DE LAS ROCAS SEDIMENTARIAS: Las estructuras en rocas sedimentarias, son los rasgos mayores de las rocas, que no se pueden apreciar en ejemplares de mano, sino en el campo. También pueden ser reconocidas por medio de fotos aéreas, imágenes satelitales y ortofotos. Las estructuras de las rocas sedimentarias son muy características y diferencias a los demás tipos de rocas, entre ellas las rocas ígneas.
2.2.1. La Estratificación: Todas las rocas sedimentarias se reconocen fácilmente porque se presentan en estratos de diversos espesores que, varían ligeramente en longitud, espesor y tamaño. Puede darse el caso de pequeños estratos formados en cuencas o depresiones muy locales, o de estratos formados en grandes plataformas marinas, o en grandes áreas continentales etc. Estrato.- Es una capa individualizada de roca; a lo largo de la capa la roca es del mismo tipo, salvo algunas pequeñas variaciones. Entre estrato y estrato existe una discontinuidad llamada plano de estratificación, que no siempre es una superficie lisa. Espesor de los estratos.- Los estratos de acuerdo a su espesor pueden denominarse: Manto.- Cuando la capa de roca sedimentaria individualizada tiene más de un 1 m. de espesor (potencia). Lámina.- Cuando tienen potencia menor a 1 cm. Estrato propiamente dicho.- Cuando la capa rocosa se encuentra entre 1 cm. y 1 m. de potencia.
Forma de los estratos.- Los estratos pese a que no tienen formas regulares, pueden tener semejanza con algunas formas: •
Láminares.- Cuando son muy delgados y sucesivos, como hojas o folios. Tabulares.- Con apariencia de tablones. Prismáticos.- Como cuartones, el ancho y el espesor son de la misma dimensión. Cintas.- Son delgados en espesor y ancho, pero muy largos. Cuneiformes.- Cuando tienen forma de cuña. De canal.- Cuando rellenan cauces antiguos.
2.2.2. Variedades de las estructuras : Estructuras físicas.- Las más importantes estructuras físicas son:
•
Fisibilidad.- Es una estructura menor o una propiedad de las rocas pelíticas, mediante la cual se puede separar láminas aparentes de roca, que se disgregan casi inmediatamente en astillas curvadas, abastonadas y gránulos. Esta estructura es típica de las lutitas y se debería a la composición de limos y arcillas, que tienen estas rocas. Estratificación ordinaria.- Se refiere a la distribución similar de los fragmentos en todo el estrato. El proceso de sedimentación ha sido constante, manteniendo la misma energía. Estratificación gradada.- Cada estrato clástico presenta una gradación de sus componentes; en uno de los planos de estratificación se encuentran fragmentos gruesos, que van disminuyendo de tamaño hasta el otro plano. Los sedimentos se depositaron rápidamente, sin clasificar, por corrientes turbulentas. Producida la turbulencia se genera una sedimentación progresiva, por tamaños: primero caen los clastos gruesos, luego medios y finalmente las partículas finas; se presenta en estratos gruesos o mantos.
Estratificación cruzada.- Agrupa a un conjunto de estratos de grano medio a fino que no presentan planos de estratificación paralelos sino cruzados y/o cóncavos, el origen se debe a una rápida erosión y o sedimentación continua, tanto en zonas de playa y en ambientes desérticos, se puede distinguir pequeñas discordancias (las capas no concuerdan). Varves.- Se presenta una secuencia de estratos laminares sucesivos; las láminas están constituidas de sedimentos finos que se intercalan con sedimentos algo más gruesos. Ocurren en ambientes de aguas tranquilas como los lagos. Cada lámina de roca representa un tipo de estación climatológica.
Estratificación contorsionada y hundida.- Ocurre por efecto de algunas corrientes que afectan violentamente una sedimentación relativamente tranquila y reciente. Los estratos de sedimentos, medianos o gruesos se hunden o contorsionan en las capas de sedimentos finos que se encuentran debajo. Improntas de carga.- Se presentan en los contactos entre dos capas de granulometría diversa, especialmente de finos y medios. Durante la compactación, las capas de grano medio, pueden penetrar de manera irregular en las capas de grano fino, por el peso. Otras marcas.- En los planos de estratificación, pueden quedar huellas de gotas de lluvia, de grietas de desecación de arcillas, de oleaje, etc.
Texturas de polarización
De arriba hacia abajo: Estratificación gradada, estratificación cruzada y estratificación contorsionada.
Estructuras químicas.- Algunas de las más conocidas son las siguientes:
•
Estilolitas.- Son rayados irregulares, a manera de sismogramas, que se pueden presentar en los planos de estratificación, o dentro de los estratos de rocas solubles, carbonatadas especialmente; se deben a una disolución diferencial en planos de estratificación, en juntas y fracturas. Concreciones.- Son acumulaciones a manera de costras, capas onduladas irregulares, cuerpos ovoides o redondeados, que se forman por precipitación de carbonatos, especialmente, en zonas cársticas, dentro de grutas, a la salida de grietas y otras. Geodas.- Son acumulaciones a manera de costras, capas onduladas irregulares, cuerpos ovoides o redondeados, que se forman por precipitación de carbonatos,sulfatos y otros; se presentan especialmente en zonas carsticas dentro de grutas o donde hay emanaciones de aguas termales.
Estalactitas.- Son estructuras en forma de columna, formadas por precipitación de sustancias químicas en grutas. Las estalactitas cuelgan de los techos de las cavernas y tienen un canal en el centro (por donde discurre el agua con minerales). Estalagmitas.- Son estructuras formadas por el mismo principio. Las estalagmitas son columnas que se levantan desde el suelo de las cavernas, no tienen canal al medio. Pilares.- Son estructuras del mismo origen que se forman por la unión de una estalactita y una estalagmita. Estructuras orgánicas.- Se forman por la acumulación de restos orgánicos. Todas las rocas que contienen fósiles y los fósiles mismos se consideran estructuras orgánicas. •
Tamaño (mm)
S e dime ntos
Roca s
Bloques Boubles 256 Ripios
Clasificación de las rocas sedimentarias
Cobble 64 Grava Pebble 4 Sábula Granule 2 Arena m uy gruesa
Arenisca mu y gruesa
Very coarse sand
Very coarse sandstone
1 Arena gruesa
Arenisca gruesa
Coarse sand
Coarse s andstone
0,5 Arena media Medium s and
Arenisca media Medium s andstone
0,25 Arena fina
Arenisca fina
Fine sand
Fine sandstone
0,125 Arena mu y fina
Arenisca muy fina
Very fine sand
Very fine sands tone
0,0625 Limo grueso Coarse silt 0,0312 Limo medio Medium s ilt 0,0156 Limo fino Fine s ilt 0,0078 Limo muy fino Very fine s ilt 0,0039 Arcilla Clay
Argilita Claystone / Argillite
Grava (>2 mm)
MELGAREJO (1997)
Rudita
Clasificación de rocas sedimentarias intermedias
Rudita areniscosa
Rudita lutítica
Arenisca rudítica Arenisca
Lutita rudítica Lutita
Arena (0,062-2 mm)
Fango (<0,062 mm) Arcilla (<4 m)
PICARD (1971)
1 2
3 4
7
5
9
10
6
8
11
12
Arena (62-2000 m) Carbonatos c cm
ca
cal cla acl
ac
alc a
= = = = = = = = = = = =
A rgi li ta Argilita arenosa Argilita limosa Lodolita arcillosa Lodolita arenosa Lodolita limosa Arenisca arcillosa Arenisca limosa A renisc a Limolita arcillosa Limolita arenosa Limolita.
c ca cal cla cm m ac acl alc al a la lac lca lm L
= = = = = = = = = = = = = = = =
caliza caliza arenosa caliza areno-limosa caliza limo-arenosa caliza margosa m arga arenisca calcárea arenisca calcárea-limosa arenisca limosa-calcárea arenisca limosa arenisca limolita arenosa limolita areno-calcárea limolita calcárea-arenosa limolita margosa limolita
Limo (4-62 m)
FÜCHTBAUER (1959)
Arena (62-2000 m)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
al
m lca lm
lac la
l
Limo (4-62 m)
Grava (>2 mm)
MELGAREJO (1997)
Rudita
Rudita areniscosa Arenisca rud’tica Arenisca
Arena (0,062-2 mm)
Rudita lut’tica Lutita rud’tica Lutita
Fango (<0,062 mm)
>50%DE LOS GRANOS SON NO CARBONATICOS
> 50% DELOS GRANOSSON CARBONATICOS
ARENISCA NO CARBONATICA
ARENISCA CARBONATICA
SILICOCLASTOS
SILICOCLASTOS
>
<
ALOCLASTOS NO CARBONATICOS
ARENISCA SILICICLASTICA O SILICOARENITA
CALCILITOCLASTOS
CALCILITOCLASTOS
ALOCLASTOS NOCARBONATICOS
>
<
ALOCLASTOS CARBONATICOS
ALOCLASTOS CARBONATICOS
ARENISCA ALOCLASTICA O ALOARENITA
ARENISCA CALCILITICA O CALCILITOARENITA
CALCARENITA
SILICOCLASTOS >50% DEL TOTAL DE LA ROCA
SILICOCLASTOS <50% DEL TOTAL DE LA ROCA
ALOCLASTOS NO CARBONATICOS >50% DEL TOTAL DE LA ROCA
ALOCLASTOS NO CARBONATICOS <50%DEL T OTAL DE LA ROCA
CALCILITOCLASTOS >50% DEL TOTAL DE LA ROCA
CALCILITOCLASTOS <50% DEL TOTAL DE LA ROCA
ALOOCLASTOS CARBONATICOS >50% DEL TOTAL DE LAROCA
ALOOCLASTOS CARBONATICOS <50% DEL TOTAL DE LA ROCA
SILICOARENITA PURA
SILICOARENITA MIXTA
ALOARENITA PURA
ALOARENITA MIXTA
CALICILITOARENITA PURA
CALCILITOARENITA MIXTA
CALCARENITA PURA
CALCARENITA MIXTA
ORIGEN
CLASTOS REDONDEADOS
CLASTOS ANGULOSOS
LITOLOGIA
Extraformacionales
Ortoconglomerado Paracongl.omerado
Brecha
Monom’cticas Oligom’cticas Polim’cticas
Brechas internas
Monom’cticas Oligom’cticas
Seudobrechas
Monom’cticas Oligom’cticas
Intraformacionales
Intraformacionales
Congl. blandos
Seudoconglomerado
Brechas y conglomerados
Conglomerado Brecha de morrena Brecha de arrecif e Brecha de f lujo Brecha de escombrera Brecha de f ract uras Brecha de pliegues Brecha de disolución Brecha interna MONOMICTICO
POLIMICTICO
Cuarzo grauvaca
Clasificación de areniscas Folk (1964)
Cuarzo arenita
Q Sublitarenita
Subarcosa
Q
Grauvaca Grauvaca feldespática lítica
A
FR
Litarenita
Arcosa
FRSed FR
A Arcosa lítica
Litarenita feldespática
Sedarenita
Arenita volcánica
FRVolc
Filarenita
FRMet
Clasificación de areniscas Pettijohn et al (1987)
Cuarzo grauvaca
Cuarzo arenita Subarcosa
Q Sublitarenita
Grauvaca Grauvaca feldesp‡tica l’tica
A
Arenita arc—sica
A
Q
FR
Arenita l’tica
FR
Arcilla (<4 m)
PICARD (1971)
1 2
3 4
7 9
Arena (62-2000 m)
5 8
10
6 11
12
Limo (4-62 m)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
= = = = = = = = = = = =
Argilita Argilita arenosa Argilita limosa Lodolita arcillosa Lodolita arenosa Lodolita limosa Arenisca arcillosa Arenisca limosa Arenisca Limolita arcillosa Limolita arenosa Limolita.
FŸCHTBAUER (1959)
Carbonatos c cm
ca
cal cla acl
ac
alc a
Arena (62-2000 m)
al
m lca lm
lac la
l
Limo (4-62 m)
c ca cal cla cm m ac acl alc al a la lac lca lm L
= = = = = = = = = = = = = = = =
caliza caliza arenosa caliza areno-limosa caliza limo-arenosa caliza margosa marga arenisca calc‡rea arenisca calc‡rea-limosa arenisca limosa-calc‡rea arenisca limosa arenisca limolita arenosa limolita areno-calc‡rea limolita calc‡rea-arenosa limolita margosa limolita
